CERKL通过NAD依赖的去乙酰化酶SIRT1调节自噬

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1、分类号学号D201277405学校代码10487密级博士学位论文CERKL通过NAD依赖的去乙酰化酶SIRT1调节自噬学位申请人：胡雪斌学科专业：遗传学指导教师：刘木根教授答辩日期：2018年11月14日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinGeneticsCERKLregulatesautophagyviatheNADdependentdeacetylaseSIRT1Ph.D.Candidate:XuebinHuMajo

2、r:GeneticsSupervisor:Prof.MugenLiuHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.China,Nov,2018华中科技大学博士学位论文摘要自噬是一个自我降解途径，对维持细胞内稳态有着重要的意义。自噬的失调会导致癌症、免疫疾病以及神经退行性等疾病的发生。在视网膜中自噬对维持感光细胞和RPE的稳态有着重要作用。RPE中自噬通过一条非经典通路参与到RPE的吞噬功能中，通过降解感光细胞脱落的外节并循环利用其中的物质，维持感光细胞的视觉功能。视网膜色素变性是一类具有遗传

3、性的神经退行性疾病，是人类遗传性致盲的主要原因之一。CERKL是2004年克隆出来的视网膜变性致病基因。本文中，我们利用cerkl敲除斑马鱼，结合细胞实验对CERKL突变导致视网膜色素变性的生理机制和CERKL的分子功能继续研究和探讨。体内体外的实验表明，抑制或者敲除CERKL的表达会导致细胞中自噬水平的降低，提示自噬受损可能是cerkl敲除斑马鱼感光细胞变性的重要原因。研究发现，CERKL对自噬的调节是通过SIRT1实现的。SIRT1是自噬乙酰化/去乙酰化的主要调节蛋白。在CERKL缺失的视网膜和细胞中，SIRT1的蛋白水平均下调。在干扰CERKL表达的细胞中ATG

4、5和ATG7的乙酰化水平升高。这表明CERKL通过SIRT1调节自噬。同时过表达SIRT1能够回补干扰CERKL表达细胞中下调的自噬水平，而在干扰SIRT1表达的细胞中，CERKL失去了对自噬的调控能力。这些结果表明CERKL对自噬的调节依赖于SIRT1。进一步研究表明，CERKL在蛋白水平上调节SIRT1。干扰CERKL表达后，SIRT1的半衰期显著缩短，而过表达CERKL后SIRT1的蛋白稳定性增加。SIRT1的稳定性受到其27和47两个丝氨酸位点的磷酸化调节。通过对这两个位点的检测，我们发现CERKL能够调节这两个位点的磷酸化修饰，并通过对SIRT1磷酸化修饰调

5、节SIRT1的蛋白质稳定性。此外我们还发现CERKL与SIRT1之间存在直接的相互作用，SIRT1的磷酸化修饰会影响SIRT1与CERKL的相互作用，SIRT1的27位丝氨酸被磷酸化后与CERKL的相互作用能力减弱。综上所述，我们发现CERKL通过与SIRT1相互作用调节SIRT1的磷酸化和蛋白质稳定性，进而在视网膜细胞中调控自噬。在cerkl敲除斑马鱼中，Cerkl缺失导致I华中科技大学博士学位论文Sirt1被降解，自噬受到抑制，最终导致感光细胞变性。本论文揭示了新的视网膜中调控和维持自噬的分子机制，对于这类疾病的预防和治疗具有潜在的应用价值。关键词：自噬；CERK

6、L；去乙酰化修饰；视网膜色素变性；SIRT1；蛋白稳定性。II华中科技大学博士学位论文AbstractAutophagyisaself-degradingpathwaythatplaysanimportantroleinmaintainingcellhomeostasis.Disordersofautophagycanleadtodiseasessuchascancer,immunediseases,andneurodegenerativediseases.Autophagyintheretinaplaysanimportantroleinmaintainingthe

7、homeostasisofphotoreceptorcellsandRPE.AutophagyinRPEparticipatesinthephagocyticfunctionofRPEthroughanon-canonicalpathway,andmaintainsthevisualfunctionofphotoreceptorcellsbydegradingtheoutersegmentofphotoreceptorcellsandrecyclingthesubstancestherein.Retinitispigmentosaisakindofh